CN203487353U - 基于可见光检测的工业缝纫机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于可见光检测的工业缝纫机控制系统，其控制系统包括：用于接收所处环境的可见光线的第一、第二可见光传感器，沿缝料进料方向间隔设置于工业缝纫机的缝纫区，第一可见光传感器设置于缝纫区的进料端，第二可见光传感器设置于缝纫区的出料端；第三可见光传感器设置于机壳上且始终不受遮挡，也用于接收所处环境的可见光线；缝纫机控制器连接于第一、第二和第三可见光传感器，还连接于自动抬压脚机构和自动剪线机构。本实用新型无需外设检测信号发射源，仅需要利用环境可见光就可以检测是否有缝料进入/离开缝纫区，控制缝纫操作的启动/停止，充分利用了环境条件，自动化程度高，准确率高。

Description

基于可见光检测的工业缝纫机控制系统

技术领域

本实用新型涉及工业缝纫机，特别是涉及一种基于可见光检测的工业缝纫机控制系统。

背景技术

缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。缝纫机能缝制棉、麻、丝、毛、人造纤维等织物和皮革、塑料、纸张等制品，以及其缝出的线迹不仅整齐美观、平整牢固，而且缝纫速度快、使用简便。

缝纫机种类繁多，可简单分为家用缝纫机和工业缝纫机。工业缝纫机是在普通缝纫机的基础上增加了电脑控制系统等功能的产品，是集光、电、磁为一体的典型机电一体化产品。服装生产企业要获得长远的发展和效益，必须采用先进的设备，以提高生产效率，近年来国内服装生产企业开始大范围、大规模更新生产设备。基于这个现状，工业缝纫机的市场需求量快速增长。

目前，国内外工业缝纫机机电一体化发展程度越来越高，方便了用户使用，可以节能降耗、提高生产效率，但这些功能都是按程式以人工辅助完成，还缺少自动检测、控制的机制。例如：现有的工业缝纫机在开始缝纫之前，需要操作人员人工检查缝料是否已经放置在缝纫区，再放下压脚板，启动工业缝纫机开始进行缝纫工作；在结束缝纫时，需要操作人员判断缝料已经离开缝纫区，再抬起压脚板，手动裁线结束缝纫工作。这种工业缝纫机需要人工参与的工作较多，工作效率低，已不能适应现在的服装业的要求。

为提高工业缝纫机的自动化程度，提高工作效率，可以考虑在工业缝纫机上缝料经过区域的上下两侧装设信号检测发射和接收装置，如红外线检测收发装置、激光检测收发装置等，以此判断是否有缝料进入或离开缝纫区。此类检测控制系统需要增设检测信号发射源，没有充分利用环境条件，而且检测信号发射、接受装置要互相配合，一旦安装位置不当或配合不当就会造成检测结果不准确从而导致工业缝纫机的误操作。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能够仅利用环境可见光就可以自动检测缝料是否进入或离开缝纫区，自动控制缝纫操作的开始和结束，进而可减少人工辅助操作的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于可见光检测的工业缝纫机控制系统，所述工业缝纫机包括自动抬压脚机构和自动剪线机构，基于可见光检测的工业缝纫机控制系统包括：

第一可见光传感器和第二可见光传感器，沿缝料进料方向间隔设置于所述工业缝纫机缝台的缝纫区，所述第一可见光传感器设置于所述缝纫区的进料端，用于接收所处环境的可见光线；所述第二可见光传感器设置于所述缝纫区的出料端，用于接收所处环境的可见光线；第三可见光传感器，设置于所述工业缝纫机的机壳上且始终不受遮挡，用于接收所处环境的可见光线；缝纫机控制器，连接于第一可见光传感器、第二可见光传感器和第三可见光传感器，还连接于所述自动抬压脚机构和自动剪线机构。

优选地，所述缝纫机控制器上连接有智能处理模块，所述第一可见光传感器、第二可见光传感器和第三可见光传感器与所述智能处理模块相连接。

优选地，所述第一可见光传感器和第二可见光传感器分别装设于所述缝纫区的凹孔内。

优选地，所述工业缝纫机的机壳顶部装设有操作面板，所述操作面板连接于所述缝纫机控制器。

如上所述，本实用新型提供的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统，将第三可见光传感器用作环境光参考传感器，通过第三可见光传感器感应环境光线的变化，在每次缝纫操作前及时调整所记录的第一可见光传感器和第二可见光传感器输出信号的初始值，大大减少了自然光线变化对可见光传感器输出信号值变化的影响。通过分析第一可见光传感器和第二可见光传感器输出的信号值与初始值之间的差值，判断是否有缝料遮挡第一或第二可见光传感器，即判断是否有缝料进入或离开缝纫区，继而控制抬压脚机构/自动剪线机构启动缝纫/剪线操作。本实用新型提供的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统无需设置额外的信号发射源，充分利用了环境条件，仅通过可见光信号的检测就能够自动控制缝纫操作的开始和结束，自动化程度高，工作效率高。

附图说明

图1显示为本实用新型的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统的结构框图；

图2显示为本实用新型的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统的一种实施方式的结构框图；

图3显示为应用了本实用新型的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统的工业缝纫机的示意图；

图4显示为图3的局部放大图。

元件标号说明

1    第一可见光传感器

2    第二可见光传感器

3    第三可见光传感器

4    缝纫区

41   进料端

42   出料端

5    机壳

6    智能处理模块

7    缝纫机控制器

8    自动抬压脚机构

81   压脚板

9    自动剪线机构

91   上刀

10   操作面板

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

图1显示为本实用新型的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统的结构框图，图3和图4显示为应用该控制系统的工业缝纫机的示意图。如图1、图3和图4所示，该控制系统不需要任何其他检测信号发射源，主要包括：第一可见光传感器1、第二可见光传感器2、第三可见光传感器3和缝纫机控制器7。

第一可见光传感器1和第二可见光传感器2沿缝料进料方向间隔设置于工业缝纫机缝台的缝纫区4。第一可见光传感器1设置于缝纫区4的进料端41，第二可见光传感器2设置于缝纫区4的出料端42，都用于接收所处环境的可见光线。可见光传感器根据光线明暗不同输出不同的信号值，在未被遮挡时和在被遮挡时，输出的信号值明显不同。

第三可见光传感器3用于接收所处环境的可见光线，设置于工业缝纫机的机壳5上，还可以安装在缝纫机的机头上，应始终保持不受任何遮挡。第三可见光传感器3输出的信号值仅受到环境光线明暗变化的影响，如昼夜变化、阴晴转变引起的环境光线变化等，因此将第三可见光传感器3输出的信号值作为环境光线变化参考值。

缝纫机控制器7连接于第一可见光传感器1、第二可见光传感器2和第三可见光传感器3，并且还连接于工业缝纫机的自动抬压脚机构8和自动剪线机构9。

工业缝纫机上电启动后，缝纫机控制器7根据接收到的第一可见光传感器1和第二可见光传感器2输出的信号值与它们各自的初始值之间的比较结果判断可见光传感器是否被缝料遮挡，即是否有缝料进入/离开缝纫区4，进而控制自动抬压脚机构8或自动剪线机构9启动缝纫/剪线操作。缝纫机控制器7可以控制自动抬压脚机构8中的压脚板81动作以启动缝纫操作，还可以控制自动剪线机构9中的上刀91剪切缝线以结束缝纫操作。缝纫机控制器7控制自动抬压脚机构8动作以启动缝纫操作时，控制自动抬压脚机构8先抬起压脚板81，待缝料进入压脚板81下方后，再放下压脚板81，然后启动缝纫操作。

环境光线发生改变，第一可见光传感器1和第二可见光传感器2输出的信号值也会发生改变，此时如果继续根据第一可见光传感器1和第二可见光传感器2输出的信号值与它们各自的初始值之间的比较结果判断可见光传感器是否被缝料遮挡，必然会造成判断错误。在缝纫操作开始前，根据第三可见光传感器3输出的信号值的变化及时调整所记录的第一可见光传感器1和第二可见光传感器2的初始值，则可以大大减少环境光线变化对第一可见光传感器1和第二可见光传感器2输出信号值的影响，提高判断准确率。

图2显示为本实用新型提供的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统的一种实施方式的结构框图，如图2、图3和图4所示，如果工业缝纫机具有常规的缝纫机控制器7，而且该缝纫机控制器7也可控制自动抬压脚机构8和自动剪线机构9动作，只需在缝纫机控制器7上连接一个智能处理模块6，第一可见光传感器1、第二可见光传感器2和第三可见光传感器3都与智能处理模块6相连接。智能处理模块6接收第一可见光传感器1、第二可见光传感器2和第三可见光传感器3的输出值信号，并对接收到的信号值进行处理判断。智能处理模块6通过比较第一可见光传感器1信号输出值与初始值的差值以及第二可见光传感器2信号输出值与初始值的差值，判断第一可见光传感器1和第二可见光传感器2是否被遮挡，即是否有缝料进入/离开缝纫区4。当智能处理模块6判断有缝料进入缝纫区4时，输出缝纫信号，缝纫机控制器7接收到缝纫信号后控制自动抬压脚机构8动作以启动缝纫操作；当智能处理模块6判断缝料离开缝纫区4时，输出剪线信号，缝纫机控制器7接收到剪线信号后控制自动剪线机构9动作剪断缝线以结束缝纫操作。智能处理模块6和缝纫机控制器7为能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备，其硬件包括但不限于微处理器、FPGA、DSP、嵌入式设备等。

为便于固定可见光传感器，不影响缝料的行进，第一可见光传感器1和第二可见光传感器2分别装设在缝台缝纫区4的凹孔内。

采用本实用新型提供的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统的控制方法包括以下步骤：

S101：工业缝纫机上电启动，在缝纫区4没有缝料时，第一可见光传感器1、第二可见光传感器2和第三可见光传感器3均不受遮挡，输出至缝纫机控制器7的信号值分别相应地记录为第一初始值、第二初始值和第三初始值；

由于环境光线会随时变化，可见光传感器的输出信号也会随之改变，设置第三可见光传感器3输出信号变化的阈值，只要输出信号值的变化在该阈值内，则可以忽略环境光线变化对可见光传感器的输出信号的影响；

S102：缝纫操作开始前，检测到第三可见光传感器3输出信号值与第三初始值的差值，如果该差值大于步骤S101中设置的阈值，说明环境光线变化对可见光传感器的输出信号影响较大，需要重新记录第一可见光传感器1、第二可见光传感器2和第三可见光传感器3的第一初始值、第二初始值和第三初始值，再开始判断缝料是否在缝料区；

S103：当缝料进入缝纫区4时，第一可见光传感器1受遮挡，缝纫机控制器7检测到第一可见光传感器1的输出信号值不同于第一初始值，判断有缝料进入缝纫区4，控制自动抬压脚机构8动作以启动缝纫操作；

S104：当缝料在前进过程中遮挡第二可见光传感器2时，缝纫机控制器7检测到第一可见光传感器1的输出信号值不同于第一初始值，第二可见光传感器2的输出信号值也不同于第二初始值，判断缝料还在缝纫区4，控制缝纫动作继续进行；

S105：当缝料的尾端离开第一可见光传感器1时，缝纫机控制器7检测到第一可见光传感器1的输出信号值与第一初始值相同，第二可见光传感器2的输出信号值不同于第二初始值，判断缝料还在缝纫区4，控制缝纫动作继续进行；

S106：当缝料的尾端离开第二可见光传感器2时，缝纫机控制器7检测到第一可见光传感器1的输出信号值与第一初始值相同，第二可见光传感器2的输出信号值与第二初始值相同，判断缝料离开缝纫区4，控制自动剪线机构9剪线并结束缝纫操作。

由于缝料的薄厚不同，其透光性也不同，尤其是透光性高的薄透料经过缝纫区4时，第一可见光传感器1、第二可见光传感器2的输出信号值与第一初始值、第二初始值都较为接近，可能会造成缝纫机控制器7的判断困难。针对这种情况的控制方法包括以下步骤：

S201：缝纫区4没有缝料时，第一可见光传感器1、第二可见光传感器2和第三可见光传感器3均不受遮挡，输出至缝纫机控制器7的信号值分别相应地记录为第一初始值、第二初始值和第三初始值；设置第三可见光传感器3输出信号变化的阈值，记录为第三阈值。

S202：缝纫操作开始前，检测到第三可见光传感器3输出信号值与第三初始值的差值大于第三阈值时，重新记录第一初始值、第二初始值和第三初始值；

S203：根据缝料的透光性设置可见光传感器输出信号值与初始值的差值的阈值，越薄越透的缝料透光性越高，所设置的阈值也应越小。第一可见光传感器1的输出信号值与第一初始值差值的阈值记录为第一阈值，第二可见光传感器2的输出信号值与第二初始值差值的阈值记录为第二阈值。当缝纫区4没有缝料时，第一可见光传感器1的输出信号值与第一初始值的差值小于或等于第一阈值，第二可见光传感器2的输出信号值与第二初始值差值小于或等于第二阈值；

S204：当缝料进入缝纫区4时，第一可见光传感器1受遮挡，缝纫机控制器7检测到第一可见光传感器1的输出信号值与第一初始值的差值大于第一阈值，判断有缝料进入缝纫区4，控制自动抬压脚机构8动作以启动缝纫操作；

S205：当缝料在前进过程中遮挡第二可见光传感器2时，缝纫机控制器7检测到第二可见光传感器2的输出信号值与第二初始值的差值大于第二阈值，判断缝料还在缝纫区4，控制缝纫动作继续进行；

S206：当缝料的尾端离开第一可见光传感器1时，缝纫机控制器7检测到第一可见光传感器1与第一初始值的差值小于或等于第一阈值，第二可见光传感器2与第二初始值的差值大于第二阈值，判断缝料还在缝纫区4，控制缝纫动作继续进行；

S207：当缝料的尾端离开第二可见光传感器2时，缝纫机控制器7检测到第一可见光传感器1与第一初始值的差值小于或等于第一阈值，第二可见光传感器2与第二初始值的差值也小于或等于第二阈值，判断缝料离开缝纫区4，控制自动剪线机构9剪线并结束缝纫操作。

工业缝纫机的机壳5顶部装设有操作面板10。操作面板10连接于缝纫机控制器7，可通过操作面板10设置第一阈值、第二阈值和第三阈值。

综上所述，本实用新型提供的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统无需外设检测信号发射源，将第三可见光传感器用作环境光参考传感器，通过第三可见光传感器感应环境光线的变化，在每次缝纫操作前及时调整所记录的第一可见光传感器和第二可见光传感器输出信号的初始值，大大减少了自然光线变化对可见光传感器输出信号值变化的影响。仅利用环境可见光就可以检测是否有缝料进入/离开缝纫区，控制缝纫操作的启动/停止，充分利用了环境条件，自动化程度高，准确率高。因此本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种基于可见光检测的工业缝纫机控制系统，所述工业缝纫机包括自动抬压脚机构（8）和自动剪线机构（9），其特征在于，所述控制系统包括：

第一可见光传感器（1）和第二可见光传感器（2），沿缝料进料方向间隔设置于所述工业缝纫机缝台的缝纫区（4），所述第一可见光传感器（1）设置于所述缝纫区（4）的进料端（41），用于接收所处环境的可见光线；所述第二可见光传感器（2）设置于所述缝纫区（4）的出料端（42），用于接收所处环境的可见光线；

第三可见光传感器（3），设置于所述工业缝纫机的机壳（5）上且始终不受遮挡，用于接收所处环境的可见光线；

缝纫机控制器（7），连接于第一可见光传感器（1）、第二可见光传感器（2）和第三可见光传感器（3），还连接于所述自动抬压脚机构（8）和自动剪线机构（9）。

2.根据权利要求1所述的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统，其特征在于：所述缝纫机控制器（7）上连接有智能处理模块（6），所述第一可见光传感器（1）、第二可见光传感器（2）和第三可见光传感器（3）与所述智能处理模块（6）相连接。

3.根据权利要求1所述的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统，其特征在于：所述第一可见光传感器（1）和第二可见光传感器（2）分别装设于所述缝纫区（4）的凹孔内。

4.根据权利要求1所述的基于可见光检测的工业缝纫机控制系统，其特征在于：所述工业缝纫机的机壳（5）顶部装设有操作面板（10），所述操作面板（10）连接于所述缝纫机控制器（7）。

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